Aufbau einer Yagi-Antenne
Auch eine Yagi-Antenne besitzt einen Strahler, der die abzustrahlende Energie
in Form von elektromagnetischen Wellen abgibt. In diesem Fall findet ein Falt-
dipol als Strahlerelement Verwendung.
So einen Faltdipol hat jeder bestimmt schon mal an einer Fernsehantenne ge-
sehen. Im Prinzip ist auch diese Yagi mit einer Fernsehantenne vergleichbar,
sie ist nur in einem bestimmten Verhältnis verkleinert.
Hinter dem Dipol befindet sich der Reflektor, davor eine ganze Anzahl von
Elementen, den Direktoren.
Eine typische 5-Element Yagi
Ich möchte hier nicht die genaue Funktion einer Yagi beschreiben, wen dies
interessiert, dem sei das Rothammel Antennenbuch angeraten.
Hinweis aufgrund einiger Anfragen
Diese Antenne ist ungetestet, das Projekt wurde aus Zeitmangel abgebrochen.
Zum Nachbau einer Yagi siehe Link links zur Analyse einer "kommerziellen" Yagi.
Design der Yagi für 2.4 GHz
Da man das Rad nicht jedes mal neu erfinden muß, gibt es im Netz einige
ganz brauchbare Artikel zu Yagi Antennen in hohen Frequenzbereichen.
Auch half mir ein Yagi-Design Programm erheblich. (Näheres siehe Anhang)
| ***** YAGI ANTENNEN DESIGN DETAILS ***** |
|
Mittenfrequenz Lambda (Wellenlänge) Gewinn (Mit -15 db Seiten) Anzahl Elemente Durchmesser der Elemente Außendurchmesser des Booms Boom Länge Boom Verkürzungsfaktor Typische Bandbreite Horizontaler Öffnungswinkel Vertikaler Öffnungswinkel Horizontaler Stockungsabstand Vertikaler Stockungsabstand Maßhaltigkeit (Toleranz) Elemente leitend auf dem Boom montiert |
2442.00 Mhz 122.77 mm 15.24 DBD 20 4.00 mm 8.00 mm 736.34 mm 6.75 mm 34.19 Mhz 22 Grad 24 Grad 284.59 mm 260.88 mm +/- 0.37 mm |
Stückliste für die Yagi
- 1 Messingrohr Ø=8 mm, Länge=760 mm ; (evtl. etwas länger zur Reserve)
- 1 Messingrohr Ø=4 mm, Länge=1000 mm ; (evtl. noch eins zur Reserve mitnehmen)
- 1 BNC-Einbaubuchse (versilbert) oder Pigtail Kabel
- ca. 150 mm versilberter Kupferdraht Ø=2 mm
- ca. 100 mm Coax-Kabel Typ RG141 oder RG174
Die Elemente
Der Reflektor und die Direktoren werden aus 4 mm Messingrohr hergestellt. Die
Röhrchen kann man getrost ein wenig länger absägen und dann mit einer Feile
auf eine entsprechende Länge gemäß nachstehender Tabelle bringen. Man sollte
sich innerhalb einer Toleranz von +/- 0.3 mm bewegen (Meßschieber!) und die
Mitte eines jeden Röhrchens mit einem kleinen Strich markieren.
Längen der Elemente ( in mm )
|
Reflektor : Direktor #1 : Direktor #2 : Direktor #3 : Direktor #4 : Direktor #5 : |
66.91 55.61 54.51 53.17 52.10 51.58 |
Direktor #6 : Direktor #7+8 : Direktor #9+10+11 : Direktor #12+13+14 : Direktor #15+16+17 : Direktor #18 : |
51.05 50.53 49.25 47.99 47.99 46.75 |
Der Boom
Der Boom ist das Rohr auf dem alle Elemente rechtwinklig befestigt werden.
In diesem Fall werden die Abstände auf dem 8 mm Messingrohr gemäß nach-
stehender Tabelle markiert (Toleranz siehe oben) und später an jeder Markierung
(bis auf die Position des Dipols) mit einer Rundfeile etwa 2 mm tief eingefeilt.
Möglichst darauf achten, daß die so entstehenden Kerben in der selben Ebene
und rechtwinklig zum Boom liegen.
Abstände der Elemente vom hinteren
Boomende aus gemessen ( in mm )
|
Ende bis Reflektor : bis Faltdipol : bis Direktor #1 : bis Direktor #2 : bis Direktor #3 : bis Direktor #4 : bis Direktor #5 : bis Direktor #6 : bis Direktor #7 : bis Direktor #8 : |
13.00 35.71 45.41 67.51 94.02 124.96 159.46 196.53 235.45 276.08 |
bis Direktor #9 : bis Direktor #10 : bis Direktor #11 : bis Direktor #12 : bis Direktor #13 : bis Direktor #14 : bis Direktor #15 : bis Direktor #16 : bis Direktor #17 : bis Direktor #18 : |
318.56 362.76 408.67 455.57 503.32 551.94 601.29 650.64 700.00 749.34 |
Befestigung der Elemente
Da man die Yagi-Antenne auch gern irgendwie befestigen möchte, kann man sich
ein ca. 50 mm langes Stück M8 Gewindestange absägen und an einem Ende das
Gewinde so weit herunterschleifen, daß es in das hintere Ende des Booms gesteckt
werden kann. Kurz noch mit einer Schraube gesichert und fertig ist eine stabile
Befestigungsmöglichkeit. ( Siehe Bild )
Der Faltdipol
Der Faltdipol ist der eigentliche Strahler der Antenne. Er wird aus versilbertem
Kupferdraht ( d=2mm ) gebogen. Zum Biegen der Radien kann man einen Kugel-
schreiber oder etwas ähnliches als Biegelehre nehmen. ( Siehe Bild )
Der Abstand zwischen dem Dipol und dem ersten Direktor bestimmt das SWR.
Ohne Messmittel ist man hier auf experimentieren angewiesen.
Zur Montage des Schleifendipols wird an der passenden Stelle eine BNC-Einbau-
buchse mit kleinen Blechwinkeln angelötet. Ein Ende des Dipols wird an den
Anschlusspin der Buchse angelötet. (Siehe, klicke Bild)
Zur mechanischen Versteifung kann der Dipol oben in der Mitte mit dem Boomrohr
verbunden werden. An dieser Stelle spielt eine Masseverbindung keine Rolle.
(Wie oben in der Grafik zu sehen)
Ein Nachbauer hat berichtet, dass hierdurch die Leistung der Antenne beeinträchtigt
wurde. Im Normalfall sollte das nicht eintreten, es könnte an nicht ausreichender
Symmetrie gelegen haben.
Anpassung an 50 Ohm
Da ein Faltdipol eine relativ hohe Impedanz hat, muss noch eine Anpassung an die
bei Koax üblichen 50 Ohm stattfinden. Dies geschieht in diesem Fall mittels einer
1/2 Lambda Umwegleitung aus semi-rigid Kabel (RG 141) oder ähnlichem.
(Für meine Experimente hatte ich hier nur RG174 zur Verfügung.)
Hierbei sollten die abisolierten "heissen" Enden so kurz wie möglich gehalten
werden. Die gestreckte Länge der Umwegleitung (Außenleiter) beträgt 42 mm
Anstatt einer BNC-Buche kann man auch ein Pigtail Kabel (kurzes Kabel mit ein-
seitig vorkonfektionierter Buchse / Stecker) verwenden. Das ist sinnvoll, wenn die
Antenne in unmittelbarer Nähe vom Sender betrieben werden soll.
Projekt aus Zeitgründen gestoppt !
Projekt aus Zeitgründen gestoppt , die Antenne ist ungetestet !
Die Antenne wurde wohl erfolgreich von jemandem nachgebaut.
Youtube Video zur Reichweite siehe: https://www.youtube.com/watch?v=J4c51H9Z14M
Weitere Bilder
|
|
|